2018年化学高考题分类解析考点22 物质结构与性质(选修3)

高考试题分类解析PAGE考点22物质结构与性质(选修3)非选择题1.(2018·全国卷Ⅰ·35)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。

(2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是。

(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是、中心原子的杂化形式为。

LiAlH4中,存在(填标号)。

A.离子键B.σ键C.π键D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。可知,Li原子的第一电离能为kJ·mol-1,OO键键能为kJ·mol-1,Li2O晶格能为kJ·mol-1。

(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为g·cm-3(列出计算式)。

【命题意图】本题考查核外电子排布、轨道杂化类型的判断、分子构型、电离能、晶格能、化学键类型、晶胞的计算等知识,保持了往年知识点比较分散的特点,立足课本进行适当拓展。【解析】(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D项排布能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高。(2)由于锂的核电荷数较大,原子核对最外层电子的吸引力较大,因此Li+半径小于H-。(3)LiAlH4中的阴离子是AlH4-,中心原子铝原子含有的价层电子对数是4,且不存在孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化;阴、阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价单键,不存在双键和氢键,答案选A、(4)根据示意图可知Li原子的第一电离能是1040kJ·mol-1÷2=520kJ·mol-1;0.5mol氧气转化为氧原子时吸收249kJ热量,所以OO键能是249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1;根据晶格能的定义结合示意图可知Li2O的晶格能是2908kJ·mol-1。(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li2O的密度是ρ=mV=8×7+4×16NA(0.答案:(1)DC(2)Li+核电荷数较大,对外层电子的吸引力较强(3)正四面体sp3A、B(4)5204982908(5)8×7+4×16【方法规律】“均摊法”在晶体结构解题中的应用:(1)位于晶胞顶点的原子为8个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为18;(2)位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为12;(3)位于晶胞棱心的原子为4个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为14;(4)位于晶胞体心的原子为1个晶胞独用,2.(2018·全国卷Ⅱ·35)硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸点/℃-60.3444.6-10.045.0337.0回答下列问题:(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。

(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是。

(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为。

(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为形,其中共价键的类型有种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为。

(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式g·cm-3;晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为【命题意图】本题借助硫及其化合物的性质考查了学生对原子结构、分子结构与性质、晶体结构以及晶胞的相关计算等知识。【解析】(1)铁元素为26号元素,基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2,因此其价层电子排布图为。基态硫原子电子排布式为1s22s22p63s23p4,最高能级为3p能级,其电子云形状轮廓图为哑铃形或纺锤形。(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的σ键电子对数分别为2、2、3,其中心原子上的孤电子对数分别为12×(6-2×1)=2,12×(6-2×2)=1,12×(6-3×2)=0,故三者中心原子价层电子对数分别为2+2=4,2+1=3,3+0=3,因此中心原子价层电子数不同于其他分子的是H(3)S8与SO2均为分子晶体,而S8相对分子质量大,因此分子间范德华力强,所以其熔沸点比SO2高。(4)根据价层电子对互斥理论,SO3中心原子价层电子对数为3,孤电子对数为0,因此分子为平面三角形。分子中存在σ键和π键,其中π键为大π键。根据图(b)可以得出固体三氧化硫中SO4原子团,为四面体构型,因此硫原子的杂化轨道类型为sp3。(5)FeS2晶体的晶胞中Fe2+位于立方体的棱上和体心,因此一个晶胞中含有Fe2+为12×14+1=4(个),含有S22-为6×12+8×18=4(个),因此一个晶胞中含有4个FeS2,因此晶体的密度为ρ=mV=MNA4×(a×10-7)3g·cm-3=4MNAa3×1021g·cm-3。S22-答案:(1)哑铃(纺锤)(2)H2S(3)S8相对分子质量大,分子间范德华力强(4)平面三角2sp3(5)4MNAa3【方法规律】判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法(1)看中心原子有没有形成双键或三键,如果有1个三键,则其中有2个π键,用去了2个p轨道,则为sp杂化;如果有1个双键则其中有1个π键,则为sp2杂化;如果全部是单键,则为sp3杂化。(2)由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化,1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形,且有一对孤电子对,即4条杂化轨道应呈四面体形,为sp3杂化。3.(2018·全国卷Ⅲ·35)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:(1)Zn原子核外电子排布式为。

(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是。

(3)ZnF2具有较高的熔点(872℃),其化学键类型是;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是。

(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为,C原子的杂化形式为。

(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为g·cm-3(列出计算式)。

【解析】(1)锌原子为30号元素,核外电子排布式为[Ar]3d104s2。(2)Zn核外电子排布式为[Ar]3d104s2,Cu核外电子排布式为[Ar]3d104s1。Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子,所以第一电离能I1(Zn)大于I1(Cu)(3)ZnF2具有较高的熔点(872℃),ZnF2为离子晶体,故含有离子键;根据ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,可推知ZnCl2、ZnBr2、ZnI2为分子晶体,含有共价键,分子极性较小。(4)ZnCO3中,阴离子CO32-中σ键=3,孤电子对数所以价电子对数=3+0=3,CO32-空间构型为平面三角形,(5)结合题中所给金属锌晶体中的原子堆积方式,可知这种堆积方式称为六方最密堆积。六棱柱底边边长为acm,可求六棱柱底面积=6×12×a×a×sin60°=6×34a2,六棱柱高为ccm,则六棱柱的体积=6×34a2c;一个金属锌晶胞中含有锌原子数=12×16+2×12+3=6,然后根据密度的计算公式:答案:(1)[Ar]3d104s2(2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子(3)离子键ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小(4)平面三角形sp2(5)六方最密堆积65×6N【题后反思】从近三年全国新课标卷的“物质结构与性质”选做题来看,试题本身的难度并不大,且对于知识点的考查基本稳定,尤其是对核外电子排布,等电子原理与等电子体,氢键对物质性质的影响,分子或离子的空间构型及中心原子的轨道杂化类型,分子中σ键、π键数目的确定,晶胞中微粒的个数,晶体结构的识别等知识点的考查成为固定形式。但是由于化学试卷整体阅读信息量较大,不少考生在前面做题花费的时间过多,到选做题时,时间仓促,又未能认真审题,导致实际得分并不是很理想。展望2019年不会有较大调整,在复习过程中针对常考知识点,要切实地回归课本狠抓重要知识点,强化主干知识的巩固和运用。4.(2018·江苏高考·21A)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NO(1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为;NO3-的空间构型为(2)Fe2+基态核外电子排布式为。

(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为(填化学式)。

(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=。

(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。【命题意图】本题考查物质结构与性质,难度中等。【解析】(1)SO42-中S的孤电子对为6+2-2×42=0,价层电子对数为0+4=4,则S为sp3杂化。NO3-中N的孤电子对为5+1-2×32=0,价层电子对数为0+3=3,则S为sp2杂化,则NO3-为平面三角形。(2)Fe为26号,价层电子数